Механическое движение поступательное движение тела

Кинематика посту

Содержание
Введение
§1. Механическое движение
§2. Поступательное движение тела
§3. Вращательное движение тела
§4. Связь между поступательным и вращательным движением
§5. Основные формулы кинематики
Список использованной литературы и источников
Введение
Простейшей формой движения является механическое перемещение тел. Для количественного описания этого перемещения необходимо ввести соответствующие характеристики, связанные с понятиями пространства и времени. Как пространство, так и время, являются очень сложными физическими понятиями, смысл которых можно выяснить лишь в рамках специальной и общей теории относительности.
Кинематикой называется раздел механики, в котором рассматривается движение тел, безотносительно к причинам, вызывающим это движение. Движение тел с учетом причин, вызывающих и определяющих это движение, занимается динамика

§1. Механическое движение

Для построения кинематики поступательного движения необходимо ввести ряд основных понятий, которые мы будем использовать.
Материальной точкой называется тело, размерами которого можно пренебречь. Вопрос о том, является ли данное тело материальной точкой зависит не от размеров тела, а от условий задачи. При описании движения планет вокруг Солнца Земля рассматривается как материальная точка. Размеры Земли практически не влияют на характер движения Земли. Но для описания чередования времен года, дня и ночи необходимо учитывать не только сферическую форму Земли, но и тот факт, что она вращается вокруг своей оси.
Для описания движения следует выбрать систему отсчёта, состоящую из системы координат (для указания положения в пространстве) и часов (для указания времени). Вообще говоря, движение тела зависит от выбора системы отсчёта, т.е. относительно. Не указав систему отсчёта, не имеет смысла говорить о движении.
Виды механического движения
Механическое движение можно рассматривать для разных механических объектов:
Движение материальной точки полностью определяется изменением её координат во времени (например, для плоскости — изменением абсциссы и ординаты). Изучением этого занимается кинематика точки. В частности, важными характеристиками движения являются траектория материальной точки, перемещение, скорость и ускорение.
Движение твёрдого тела складывается из движения какой-либо его точки (например, центра масс) и вращательного движения вокруг этой точки. Изучается кинематикой твёрдого тела.
Если вращение отсутствует, то движение называется поступательным и полностью определяется движением выбранной точки. Движение при этом не обязательно является прямолинейным.
Для описания вращательного движения — движения тела относительно выбранной точки, например закреплённого в точке, — используют Углы Эйлера. Их количество в случае трёхмерного пространства равно трём.
Также для твёрдого тела выделяют плоское движение — движение, при котором траектории всех точек лежат в параллельных плоскостях, при этом оно полностью определяется одним из сечений тела, а сечение тела — положением любых двух точек.
Движение сплошной среды. Здесь предполагается, что движение отдельных частиц среды довольно независимо друг от друга (обычно ограничено лишь условиями непрерывности полей скорости), поэтому число определяющих координат бесконечно (неизвестными становятся функции).

Системой отсчета называется система координат и часы, связанные с этой системой. Для описания механического движения обычно вводят систему координат, представляющую три взаимно перпендикулярных оси с указанным на них масштабом.

Для описания пространственного движения тела используется понятие траектории. Траекторией называется линия движения материальной точки. Для описания траектории можно задать одно векторное уравнение r=r(t) или три скалярных

Эти уравнения определяют координаты точки в любой момент времени t и называются уравнениями движения материальной точки.
Абсолютно твердым телом называется тело, все размеры которого при движении остаются неизменными. Реальные тела могут менять свои размеры, но этими изменениями часто пренебрегают и рассматривают тела как идеально твердые. В дальнейшем вместо абсолютно твердого тела будем пользоваться термином твердое тело.
Рассмотрим движение твердого тела. В общем случае движение можно разложить на поступательное и вращательное. Описание каждого из этих движений по отдельности проще, чем описание общего движения.
Поступательное движение твердого тела - это такое движение, при котором любая прямая, жестко связанная с движущимся телом, остается параллельной своему первоначальному направлению.

Вращательное движение - это такое движение твердого тела, при котором все точки тела движутся по окружностям, центры которых лежат на одной и той же оси вращения.

На рисунке тело поворачивается вокруг оси, проходящей через точку О, на угол φ. Обычно тело одновременно участвует в поступательном и вращательном движениях.